Ethernet

1. Equipe: Felipe Bartolomeu Leonardo Nunes Nelson Azoubel ThiagoJamir Tiago LinsFalção Ethernet

2. Históriada Ethernet Bob Metcalfe do Centro de Pesquisas da Xerox em Palo Alto escreve um memorando esquematizando como conectar os novos computadores pessoais dos pesquisadores a uma impressora compartilhada. O texto indicava as propriedades básicas — e nomenclatura — da rede ethernet.

3. Históriada Ethernet • Patente - Metcalfe e David Boggs (seu assistente) publicaram um artigo, Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks. • Cabo coaxial grosso (o éter) com até 2,5 km. • Repetidores a cada 500 metros. • Até 256 máquinas. • Velocidade de 2,94 Mbps.

4. Históriada Ethernet Xerox desenvolveu o X-Wire, uma Ethernet de 10 Mbps utilizando cabo coaxial. Projeto iniciado em 1977 e que pretendia operar em 20Mbps mas teve seu escopo reduzido por restrições físicas. Este projeto não foi comercializado.

5. Históriada Ethernet Bob Metcalfe fundou a 3Com para comercializar a Ethernet e conseguiu apoio da DEC, Xerox e Intel para juntos desenvolver uma especificação para Ethernet tomando como base a X-Wire. Este grupo foi chamado de DIX e a especificação foi chamada de Ethernet II.

6. Históriada Ethernet • IEEE 802.3 formalmente aprovada. Esta foi totalmente baseada na Ethernet II. • 10BASE5: • 10 Mbps • 500 metros de comprimento. • 100 usuáriosporsegmento • Repetidores de sinais • Thick Coax • Vantagens: baixaatuação, exelenteimunidade a ruídos, boa resistência. • Desvantagens: Volumoso, transceptoresmuitocaros.

7. Históriada Ethernet • 10BASE2Cheapernet: • 10 Mbps • 185 metros de comprimento. • 30 usuáriosporsegmento • Repetidores de sinais • Thin Coax (Coaxial maisfino e leve) • Vantagens: fácilinstalação, redução dos custosem hardware e nainstalação (desenvolvimento dos conectores BNC). • Desvantagens: nãosuportavamuitasestações (reflexão do sinalcausadapelos BNCs em T), fragilidade.

8. Históriada Ethernet • 1BASE5StarLAN: • 1 Mbps • 250 metros de comprimento • Interconexão ponto a ponto • Hubs utilizadoscomoretetidores (5 níveis) • Topologiaemestrela • Utilização de pares trançados. • Simplicidade • Baixocusto dos conectores • Facilidade de manutenção e de detecção de falhas • Fácil expansão • Gerenciamento centralizado • Maior taxa de transferência de arquivos ( ainda não explorada )

9. Históriada Ethernet • 10BASE-T (twisted pair): • 10 Mbps • 100 metros de comprimento sem repetidores • 1024 usuários por segmento • Mecanismo de acesso CSMA/CD • Topologia em estrela (Hub-and-spoke) • Permite operações em: • Full Duplex • Half Duplex • Os dois ao mesmo tempo

10. Históriada Ethernet • 10BASE-F (Fiber-Optic): • 10 Mbps • 2000 metros de comprimento sem repetidores • 1024 usuários por segmento • Fibra óptica: • Dimensões Reduzidas • Capacidade para transportar grandes quantidades de informação ( Dezenas de milhares de conversações num par de Fibra); • Atenuação muito baixa, que permite grandes espaçamentos entre repetidores, com distância entre repetidores superiores a algumas centenas de quilômetros. • Imunidade às interferências eletromagnéticas; • Matéria-prima muito abundante;

11. Históriada Ethernet

12. CSMA/CD: Característicasna Ethernet • Utilização de broadcast físico para transmissão de dados. • Redução no custo dos equipamentos • Problema: Risco de Colisões A B DADOS CRC quadro A B C Fonte: 2000, Edgard Jamhour

13. Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection • Verifica se canal de comunicação está em uso (CS)‏ • Múltiplos nós concorrem pela utilização da mídia (MA)‏ • Identificar colisões na rede (CD)‏ CSMA/CD: Característicasna Ethernet Fonte: http://blake.erg.abdn.ac.uk/users/gorry/course/lan-pages/csma-cd.html

14. CSMA/CD: Funcionamento Fonte:BU NECO BOTA ESSA FONTE AI ;)‏

15. Uma estação sempre ouve o canal antes de transmitir, o envio será efetuado apenas se o meio estiver ocioso A estação também escuta o canal durante a sua transmissão, caso o conteúdo recebido seja diferente do enviado a colisão é detectada Em caso de colisão, a estação pára imediatamente de transmitir, envia um Jam Signal e espera um tempo randômico selecionado entre 0 e T (512 bit times) para tentar a retransmissão Se houver colisão, o intervalo de tempo randômico é dobrado novamente (0 a 2xT)‏ Se houver novamente colisão, o passo anterior é repetido por até 16 vezes CSMA/CD: Funcionamento

16. COLISÃO DETECTADA POR A COLISÃO DETECTADA POR C CSMA/CD: Problemas Colisões A B C A A TRANSMITE  RECEBIDO DE C C RECEBIDO DE A  C TRANSMITE Fonte: 2000, Edgard Jamhour

17. Tempo médio para acessar o canal aumenta com o número de computadores da rede. O tempo de propagação entre as estações afeta a taxa de ocupação máxima da rede. CSMA/CD: Outros Problemas A TRANSMITE A RECEBE A B RECEBE B TRANSMITE B tempo para o sinal ir de A para B Fonte: 2000, Edgard Jamhour

18. Media Access Control Associado a um adaptador de rede Burned-in Address (BIA) Endereço único Endereço formado por 48 bits 248 possíveis combinações  256 x 1012 endereços Endereço MAC

19. Formado por 48 bits = 12 dígitos hexadecimais • Os 6 primeiros dígitos pertencem ao fabricante • Os 6 últimos determinam o número de série • Ex: 00 – 1F – D0 –F0 –D1 –DC • Endereços MAC podem ser descobertos através do ARP (AddressResolutionProtocol) Endereço MAC

20. Vários formatos padronizados • LLC (IEEE 802.2) • IEEE 802.3 • Ethernet II Quadro Ethernet

21. Quadro Ethernet II Destino Origem EtherType Dados CS

22. EtherType • Define o protocolo da camada superior • Ex: 0x0800 (IPv4), 0x0806 (ARP) • CS • CRC Checksum Quadro Ethernet II

23. IEEE 802.3 8 bytes de sincronização Trama 802.3 Destino Origem Total Dados PAD CS

24. Sincronização: • 7 bytes (10101010) de preâmbulo • 1 byte (10101011) indica início de um quadro (SFD – Start Frame Delimiter) • Pad • Pode existir para que o frame tenha um tamanho mínimo • FCS (frame checksequence) • Detecção de erro e colisão IEEE 802.3

25. Repetidor Hub Ponte Roteador Switch Dispositivos Ethernet

26. São dispositivos de baixo nível que amplificam ou regeneram sinais. Repetidores são usados para aumentar o tamanho da rede. Repetidores

27. Dispositivo de convergência onde dados chegam de uma ou mais direções e são repassados para outras direções. Hub é um repetidor com detecção de falhas. Um hub usualmente contém um switch. HUB

28. Conecta duas redes locais que utilizam o mesmo protocolo.(Ethernet por exemplo) • Uma ponte atua na camada física, copiando um frame de uma rede para outra • Pontes podem modificar os frames antes de os repassarem como: adicionar ou deletar campos da header do frame. Ponte

29. Roteadores determinam o caminho seguido pelo pacote no trajeto ao destino final. • Usam a informação do protocolo da camada de rede dentro de cada pacote para direcionar o caminho a seguir. • Devem ser capaz de reconhecer todos os diferentes protocolos da camada de rede, que podem ser usados pela rede. • Roteadores se comunicam entre si para determinar a melhor rota através de várias LANS para aumentar a velocidade de diminuir o tráfego. Roteador

30. Regerena, filtra e propaga sinais entre segmentos de rede • Na Camada 2 • Usa o endereço MAC para selecionar o caminho do frame. • Memorização dos endereços MAC ligados a cada porta • Mais inteligente que repetidores • Podem analisar os frames que recebem e então entregá-los ou eliminá-los com base na informação que recebem. Switch

31. Comparativo kurose

32. Gigabyte Ethernet

33. Ethernet com a velocidade de 1 Gbit/s • Começou a ser desenvolvida em 1997 • Inicialmente com 1000BASE-SX, 1000BASE-LX e 1000BASE-CX (1998) • Mais tarde o 1000BASE-T (1999) • IEEE 802.3z [Fusão 8022.3 Ethernet e ANSI X3T11] • CSMA/CD e Full Duplex • Fibra e cabo • Usa o mesmo tipo de desenvolvimento de 100 Mbit Ethernet O que é Gigabite Ethernet?

34. Existem dois padrões de lasers para GBE sobre fibra • 1000BASE-SX (Short-wavelength laser) • Multi-modo • Laser de 850 nm • Alcance de 200 metros sobre 62.5/125-nm • Mas pode chegar a 500 metros com 50/125-nm • 1000BASE-LX • Mono-modo ou multi-modo (Long-wavelength laser) • Pode ter um alcance de 2 km com um núcleo de 9-μm e um laser 1300-nm em mono-modo • Alguns fabricantes garantem distâncias de 10 a 20 km Baseada em fibra

35. Existem dois padrões para GBE sobre cobre • 1000BASE-CX • Padrão inicial da GBE sobre cobre • 150-Ω em par trançado • Usado comumente para curtas distâncias • 1000BASE-CX • Usa par trançado • Distâncias de até 100 m Baseada em cobre

36. Frame Suporte a auto-negociação

37. Suporte a auto-negociação

38. Half-duplex • Controle efetivado pelo CSMA/CD • Rajada de quadros • Full-duplex • Banda aumenta de 1 para 2 Gbps • Não usa o CSMA/CD • Controle feito pelo Flow Control Tipos de transmissão

39. A popularidade da tecnologia; • O baixo custo para a migração; • O aumento em 10 vezes da velocidade e desempenho em relação a seu padrão anterior; • A tecnologia é a mais utilizada atualmente, economizando dinheiro e recursos na hora de sua migração; • O protocolo não possui nenhuma camada em diferente para ser estudada. Vantagens

40. Não possui qualidade de serviço (QoS) Desvantagens

41. GBE vs 10GBE

42. Carrier Ethernet : providing the need for speed / Gilbert Held • TANEMBAUM, A. Redes de Computadores. Terceira Edicão.Editora Campus, 2003 • www.terena.nl/tnnc/8B/8B3/8B3.ppt • en.wikipedia.org/wiki/Gigabit_ethernet • en.wikipedia.org/wiki/802.3 • timeline.ethernethistory.com • www.xilinx.com/esp/consumer/home_networking/pdf_files/ethernet/complete.pdf Referências